ESTAÇÃO DE TRABALHO PARA ANÁLISE DAS CONDIÇÕES DE CONFORTO AMBIENTAL

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1 ESTAÇÃO DE TRABALHO PARA ANÁLISE DAS CONDIÇÕES DE CONFORTO AMBIENTAL José Homero Feitos Cvlcnti, (NEUROLAB) Antonio Souto Coutinho, (PPEMP/CT/UFPB) Luiz Bueno d Silv, (PPEMP/CT/UFPB) ueno@produco.ct.ufp.r Mônic Tejo Cvlcnti, (PPTA/CT/UFPB) monictejoc@yhoo.com.r Resumo Neste trlho presentm-se lguns resultdos preliminres otidos prtir do desenvolvimento de um Estção de Trlho, com um Sistem de Visão Inteligente usndo Lógic Fuzzy, desenvolvid pr quisição de ddos reltivos o conforto em mientes de trlho. Plvrs-chve: Sistems Inteligentes, Visão Artificil, Conforto Amientl. 1. Introdução O conforto mientl está predominntemente ligdo um conjunto de vriáveis que representm o em-estr dos indivíduos que freqüentm mientes comunitários. Atulmente, oserv-se um grnde dificuldde n otenção de ddos reltivos o conforto mientl, pois s tecnologis envolvids n nálise desses ddos estão disperss. O conforto mientl está relciondo principlmente nove vriáveis: ruído, iluminção, tempertur, umidde, purez e velocidde do r, rdição, tividde físic e vestiment. No Brsil, diverss universiddes nos últimos nos vêm pesquisndo sore o conforto mientl sugerindo soluções geris do prolem. Trdicionlmente os pesquisdores utilizm computdores com plcs de quisição de ddos pr ligção com os sensores dequdos cd vriável de conforto mientl. Esss plcs de quisição de ddos são dispendioss, lgums vezes, presentndo um custo de compr mior do que o vlor pgo os computdores pdrões tuis. Atulmente existem diversos tipos de câmers digitis disponíveis no mercdo que podem ser coplds microcomputdores. Algums dels, mesmo de ixo custo de quisição, podem ser utilizds n quisição de informções sore s vriáveis do conforto mientl. Recentemente (CAVALCANTI et l., 2005) presentrm um trlho sore nálise, o projeto, e o sistem inteligente de controle, sedo n Lógic Fuzzy (ZADEH, 1988), de um mini miente com tmosfer controld (tempertur, luminosidde e umidde) e que utiliz um sistem de visão pr compnhmento dos experimentos. Devido disponiilidde de computdores copldos câmers digitis de ixo custo oserv-se que tulmente é interessnte utomtizção d nálise do conforto mientl usndo esses computdores. Acredit-se que utilizção de computdores copldos câmers digitis, qui denomindos de Estção de Trlho (ET), possiilitrá o melhormento d áre de ergonomi experimentl em conforto em miente de trlho. Neste trlho inicilmente serão presentdos detlhes d rquitetur d ET que é constituíd de um microcomputdor que utiliz câmers digitis cpzes de ler mostrdores de sensores pdrão (mostrdores com ponteiros ou com displys de sete segmentos), medir tempertur, velocidde do r e luminosidde do miente, como tmém, monitorr os movimentos dos ocupntes do miente. Tmém serão presentdos os componentes de um Sistem de 1

2 Visão Inteligente (SVI), e serão definidos dos grupos de pesquis em ergonomi experimentl. Finlmente, conclui-se este trlho com nálise dos resultdos preliminres otidos e serão feits sugestões pr trlhos futuros. 2. Descrição d estção de trlho N Figur 1 present-se o digrm gerl d ET que se compõe de um microcomputdor pdrão, do tipo PC, conectdo um wecm de ixo custo, copldo um SVI composto de progrms e rquivos rmzendos no disco rígido do microcomputdor, desenvolvido pr interção com o operdor durnte nálise do conforto em mientes de trlho. SVI CÂMERA Figur 1 - Arquitetur gerl d Estção de Trlho Devido quntidde ds vriáveis do conforto mientl e de seus respectivos sensores, tmém devido o número de ocupntes existentes nos mientes de trlho, decidiu-se ssocir cd componente (vriável ou ocupnte do miente) do miente de trlho um grupo de pesquis. Neste trlho presentm-se detlhes sucintos otidos no desenvolvimento de qutro grupos de pesquis d ET. Esses grupos form escolhidos por representrem fses importntes d pesquis sore utomtizção d nálise do conforto mientl. ) Grupo d luminosidde, câmer trlh como sensor de luminosidde indicndo inteligentemente luminosidde do miente de trlho. ) Grupo do ponteiro, lê inteligentemente s informções de sensores que utilizm ponteiros. c) Grupo do disply, lê inteligentemente s informções de sensores que utilizm displys de sete segmentos. Grupo d dinâmic, verific movimentção ds pessos dentro de um miente de trlho. 3. Descrição do SVI A Visão Artificil é áre d ciênci que se dedic desenvolver teoris e métodos voltdos à extrção utomátic de informções úteis contids em imgens. Tis imgens são cptds por sensores dos tipos câmer de vídeo, scnner, etc. A imgem cpturd num câmer digitl comum pode ser convertid em três mtrizes com 288 coluns e 352 linhs. O número de coluns e linhs d mtriz depende do tipo de câmer utilizd. Cd mtriz contém o vlor d intensidde luminos ds três componentes de cores, hvendo, portnto, um mtriz pr o zul, um pr o verde e outr pr o vermelho. É possível conseguir um imgem em preto e rnco simplesmente crindo um mtriz onde cd elemento é médi ritmétic dos três elementos correspondentes ds mtrizes primáris (SERRA, 1983; RUFINO, 2004; HOLST, 1988). Um imgem pode ser definid por um função f(x,y) sendo que seu vlor represent um intensidde de rilho nquel coordend x e y. N escl de cinz gerlmente utiliz-se um 2

3 número de oito its (denomindo pixel) pr descrever tonlidde (intensidde) de cinz com vlores representdos em um conjunto [0;255], sendo que 0 represent cor pret e o 255 é cor rnc. Neste trlho nálise será feit em imgens do tipo preto e rnco. N Figur 2 present-se o digrm gerl do SVI. No SVI nálise ds imgens pss por três fses: fotogrf, clirção e nálise. A fse inicil é chmd operdor fotogrf em que o operdor fotogrf e rmzen s imgens n BASE DE CONHECIMENTO (BC). A segund fse é d clirção em que s imgens rmzends n BC são selecionds e filtrds pelo SVI junto o operdor. A clirção deve ser feit pelo operdor ntes d fse d nálise ds imgens. INÍCIO NÃO OPERADOR FOTOGRAFA BASE DE CONHECIMENTO REGRAS FUZZY CALIBRADO? SIM ANÁLISE IMAGENS LUMINOSIDADE PONTEIRO DISPLAY DINÂMICA 4. Grupo d luminosidde Figur 2.- Arquitetur gerl do SVI Este grupo é representdo pelo SISTEMA INTELIGENTE PARA MEDIÇÃO DA LUMINOSIDADE. A quse totlidde ds trefs relizds em mientes de trlho requer o qulidde n iluminção. Um imgem em preto e rnco (pixels de oito its), pós filtrgem, pode ser representd por pixels com vlores inários n cor pret (vlor do pixel igul zero) e n cor rnc (vlor do pixel igul 256). Dependendo do filtro utilizdo, o número de pixels pretos de um região d imgem pode indicr luminosidde dquel região. Por exemplo, n Figur 3 present-se imgem originl de um folh de ppel rnc, qui denomind lvo, desenhd com orrões pretos distriuídos de um form letóri. N Figur 3 present-se imgem inrizd otid de um região d imgem d Figur 3. A idéi é contr o número de pixels pretos de um ds regiões d imgem d Figur 3 (denomind região do lvo) e ssocir o número otido luminosidde do miente. N Figur 3 present-se imgem do lvo ilumindo por um lâmpd de 40W espçd do lvo num distânci d=5cm. N Figur 3 present-se imgem d região do lvo. Usndo o SVI foi feit contgem dos pixels pretos d região do lvo tendo sido contdos pixels. N Figur 3c present-se imgem d região do lvo ilumindo por um lâmpd de 40W espçd do lvo um distânci d=20cm. Usndo o SVI foi feit contgem dos pixels pretos d região do lvo tendo sido contdos pixels. 3

4 Oservou-se, em diferentes experimentos (vrindo distânci d lãmpd o lvo), que o número de pixels contdos é inversmente proporcionl à distânci d lâmpd o lvo. Concluiu-se heuristicmente que o número de pixels é proximdmente proporcionl à luminosidde sore o lvo. Consider-se que esse tipo de medidor, convenientemente utilizdo (usndo Lógic Fuzzy) pode indicr proximdmente luminosidde do miente, opcidde dos vidros ds ports e jnels do miente de trlho, etc. Figur 3 - Determinção d luminosidde c 5. Grupo de sensores com ponteiros Neste grupo inclui-se o SISTEMA DE VISÃO INTELIGENTE PARA LEITURA DE SENSORES. Quse todos os tipos de sensores possuem versões que utilizm ponteiros pr indicrem o vlor medido d vriável. N Figur 4 present-se um imgem, pós filtrgem usndo técnic descrit n seção 4 deste trlho, otid de um relógio nlógico (com ponteiro) comumente encontrdo ns lojs de importção de equipmentos chinês. O relógio d Figur 4 vem compnhdo de dois outros sensores (em tmnho pequeno). À esquerd, o sensor de tempertur, e à direit, o sensor de umidde. A idéi é usr câmer digitl pr ler esses sensores. Desej-se ler umidde do miente usndo câmer digitl d estção de trlho indicd pels rets do retângulo n cor zul d Figur 4. N Figur 4 presentm-se os resultdos otidos durnte loclizção dos pontos d prte superior e inferior d set detectd. Conhecendo-se esses pontos, conhece-se o ângulo que set fz em relção o eixo X. O ângulo clculdo é proporcionl o vlor indicdo pel set do sensor. 4

5 Figur 4 - Imgens originl, inrizd, seleção e do sensor de umidde 6. Grupo do disply Pr esse grupo foi desenvolvido o SISTEMA DE VISÃO INTELIGENTE PARA LEITURA DE SENSORES COM DISPLAY DE SETE SEGMENTOS. N Figur 5 present-se imgem otid do sensor. N Figur 5, present-se d imgem inrizd d imgem d Figur 5. Figur 5 - Imgens originl e inrizd O usuário selecionrá prte d imgem inrizd que vi ser usd pr indicr posição d set do sensor. N Figur 6 present-se seleção, pelo operdor, do dígito 8 n imgem. N Figur 6, present-se região d imgem seleciond n Figur 6. Usndo-se o SVI o usuário selecionrá prte d imgem inrizd que vi ser usd pr encontrr os segmentos do disply do sensor n form presentd n Figur 6. Sendo-se ocorrênci ou não dos segmentos encontr-se o dígito desejdo. Figur 6 - Detecção dos segmentos 5

6 7. Grupo d dinâmic Neste grupo inclui-se o SISTEMA DE VISÃO INTELIGENTE PARA MEDIÇÃO DO MOVIMENTO DE UM PROFESSOR NUMA SALA DE AULA. Pr este grupo foi montd um fls sl de ul usndo onecos representndo professores e lunos. A idéi é oservr dinâmic dos lunos e professores durnte um ul. N Figur 7 present-se imgem d sl de ul fotogrfd usndo um wecm de ixo custo num miente de luminosidde deficiente, trnsformd em preto e rnco filtrd, sem somrs, sore região onde se pode loclizr ceç do professor n sl de ul indicd por um retângulo n cor zul. A região em que o professor se move se locliz próximo o qudro negro. Usndo-se imgem d sl de ul presentd n Figur 7 pode-se detectr o movimento dos lunos. A loclizção dos lunos é feit selecionndo o cmpo presentdo n Figur 7 delimitdo por um retângulo n cor vermelh. Figur 7 - Imgens originl e região do professor 8. Conclusão Apresentrm-se s crcterístics principis de um estção de trlho desenvolvid pr nálise em tempo rel ds condições de conforto mientl em mientes de trlho. Form presentdos diversos grupos de pesquiss necessários o desenvolvimento dest estção de trlho. Atulmente estão sendo desenvolvidos sistems inteligentes, por lunos de mecânic de produção no desenvolvimento de sus dissertções de mestrdo, pr cd grupo de pesquis descrito neste trlho. Tmém estão sendo preprdos, por esses lunos, diferentes Amientes pr nálise de sus condições de conforto. Esper-se que ET propost neste trlho utomtize otenção ds vriáveis reltivs o conforto mientl. Propõe-se, como trlho futuro, inclusão de tudores, ciondos por microcomputdores, nos mientes pr permitir o controle de lgums ds vriáveis ásics do conforto mientl. Referêncis CAVALCANTI, J. H. F. & MONTEIRO, E. F. & CAVALCANTI, M. T., Um mini miente com tmosfer controld, Revist digitl CESET - Conforto, Eficiênci e Segurnç no Trlho, Volume 1, Número 2, ISSN , Págins , Dezemro, HOLST, G. C. CCD Arrys, Cmers, nd Displys SPIE-Interntionl Society for Opticl Engine; 2nd edition, April, RUFINO, F. A. O. & CAVALCANTI, J. H. F. & MACHADO, M. M., Intelligent Root with Digitl Vision, VI INDUSCON, Joinvile, SC, SERRA, J., Imge Anlysis nd Mthemticl Morphology Acdemic Press, ZADEH, L.A. Fuzzy Logic, IEEE Computer Mgzine, April 1988, pp Repulicdo por J.A. Anderson 6

7 & E. Rosenfeld, Neurocomputing Foundtions of Reserchs, MIT Press, Cmridge, Msschusets, USA, pp